[发明专利]汽车变速器换挡轴三角形滑槽优化设计方法

权利要求书

1.本发明所提供的滑槽轨道优化设计方法，其特征在于采用以下设计步骤：

(1)建立滑槽动力学模型：

设计曲面滑槽换挡块(5)滑槽驱动结构要确定滑槽结构的尺寸参数与形状，这些参数的变化直接影响换挡流畅性；将曲面滑槽换挡块(5)滑槽轨道设计为三角形形状，换挡驱动轴(6)旋转一周需要挂五个档位，分别是一至四挡和空挡档位，曲面滑槽换挡块(5)的周长是2πr，每个档位曲面滑槽换挡块(5)滑槽底边AC长度为曲面滑槽换挡块(5)周长的五分之一，所以曲面滑槽换挡块(5)滑槽底边的长度为2πr/5，换挡驱动齿轮(4)作用于换挡驱动轴(6)的驱动扭矩为

式中，r是曲面滑槽换挡块(5)的半径，h为曲面滑槽换挡块(5)滑槽的高度，μ是拨叉滑动轴(3)与曲面滑槽换挡块(5)滑槽侧面间的摩擦系数，F_y是拨叉(2)对换挡驱动轴(6)产生轴向力；计算在不同设计参数情况下的换挡驱动轴(6)的驱动扭矩数值，确定曲面滑槽换挡块(5)滑槽的尺寸参数，设计曲面滑槽换挡块(5)滑槽的形状；

(2)建立曲面滑槽换挡块(5)滑槽最佳形状的优化设计目标函数J：

根据步骤(1)中所建立的曲面滑槽换挡块(5)滑槽系统的动力学模型，以曲面滑槽换挡块(5)半径和曲面滑槽换挡块(5)滑槽高度为设计变量，建立曲面滑槽换挡块(5)半径和曲面滑槽换挡块(5)滑槽高度最佳的优化设计目标函数J，即

J＝M；

(3)建立曲面滑槽换挡块(5)滑槽最佳形状的约束条件：

根据步骤(1)中所建立的曲面滑槽换挡块(5)滑槽系统的动力学模型，曲面滑槽换挡块(5)半径和曲面滑槽换挡块(5)滑槽高度为设计变量均为正值，并且在合理的设计范围内，即

h≥0，h≤0.08；r≥0，r≤0.08；

为了计算合理的优化计算参数，令曲面滑槽换挡块(5)滑槽高度和曲面滑槽换挡块(5)滑槽底边长度符合黄金分割法则，即

h＝0.618*2πr/5；

(4)曲面滑槽换挡块(5)半径和曲面滑槽换挡块(5)滑槽高度的优化设计：

根据步骤(1)中所建立的曲面滑槽换挡块(5)滑槽系统的动力学模型，利用优化算法求步骤(2)中所建立优化设计目标函数J的最小值，以步骤(3)建立的曲面滑槽换挡块(5)滑槽最佳形状的约束条件，计算所对应的设计曲面滑槽换挡块(5)半径和曲面滑槽换挡块(5)滑槽高度的最佳设计变量。